-
Kombiniertes Antriebssystem
-
Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere für eine Entnahmeachse,
bspw. bei einer Vorrichtung zum Entnehmen von Spritzgußteilen aus einer Spritzgußmaschine.
-
In der Handhabungstechnik, beim Entnehmen, Aufnehmen, Greifen etc.
von Werkstücken oder Gegenständen in automatisierter Weise ist es einerseits erforderlich,
entsprechende Positionen genau steuerbar anfahren zu können, andererseits aber auch
Toleranzen in den übergangspositionen, die an der Üergangsschnittstelle auftreten,
auszugleichen. Bspw. solche Toleranzen, die durch nicht
exakt reproduzierbare
Bewegungen der übergebenden Maschine auftreten. Um derartige Ungleichförmigkeiten
aber mit in ihren Bewegungen exakt steuerbaren Antrieben ausgleichen zu können,
müssen diese Ungleichförmigkeiten genau bekannt oder aber jeweils exakt erfaßt werden.
Hierzu ist aber eine aufwendige Meßtechnik erforderlich, wenn die Ungleichförmigkeiten
unregelmäßig sind.
-
Ein besonderes praktisches Beispiel, bei dem die zuvor angesprochene
Problematik auftritt, ist das Entnehmen von Spritzgußteilen aus einer Spritzgußmaschine.
Hierbei wird mit einem Handhabungsgerät, allgemein als Handling bezeichnet, nach
Abschluß des Spritzgußvorganges, wenn das Spritzgußteil abgekühlt ist, in der Regel
von oben (vertikal) in die Spritzgußmaschine hineingefahren, die sich horizontal
geöffnet hat. Das betreffende Teil des Handlings, der Entnahmearm, wird dann gleichfalls
horizontal vorbewegt, um das Spritzgußteil zu fassen. Zwar wird das Spritzgußteil
durch Auswerferstifte od. dgl. aus der Spritzgußmaschine herausgedrückt, jedoch
muß das Spritzgußteil gleichzeitig auch beim Herausdrücken durch den Entnahmearm
gehalten werden, der sich somit hierbei horizontal zurückbewegt.
-
Da Spritzgußmaschinen gewöhnlich hydraulisch gesteuert sind, ist der
öffnungshub einer Spritzgußform immer etwas unterschiedlich, so daß die genaue Position,
an der das Spritzgußteil zu übernehmen ist, nicht exakt definiert ist. Zudem sind
die Geschwindigkeiten, mit denen einerseits die Auswerferstifte der Spritzgußmaschine
das Spritzgußteil herausbewegen, und andererseits der Entnahmearm sich, motorisch
bewegt, in horizontaler Richtung zurückbewegt, nicht synchronisiert.
-
Bei einem etwa auftretenden übermäßigen Festklemmen od.
-
dgl. des Spritzgußteiles in der Spritzgußmaschine können sich die
hydraulisch betätigten Auswerferstifte auch schon einmal etwas langsamer bewegen.
-
Selbst bei modernsten hydraulischen Spritzgießmaschinen, deren hydraulisch
betätigtige Elemente in ihren Bewegungen eine beachtliche Genauigkeit aufweisen,
treten doch unterschiedliche Geschwindigkeiten bspw. der Auswerferstifte auf, etwa
bei kalter Maschine mit entsprechend zähflüssiger Hydraulikflüssigkeit im Unterschied
zu einer betriebswarmen Maschine. Allein mit einem exakt steuerbaren Antrieb ist
eine Anpassung an solche Bewegungsungleichförmigkeiten mit einem vertretbaren Aufwand
in der Praxis nicht möglich. Im Ergebnis werden die Werkstücke, die nur mit einem
exakt steuerbaren Antrieb aus einer derartigen Maschine entnommen werden, aber auch
der Antrieb selbst in Mitleidenschaft gezogen.
-
Aus diesem Grund hat sich für die Bewegung des Entnahmearmes in horizontaler
Richtung ein pneumatischer Antrieb bewährt, mit dem in der erforderlichen Weise
nachgiebig und Toleranzen ausgleichend das Spritzgußteil in der Spritzgußmaschine
erfaßt und die Zurückbewegung in horizontaler Richtung durchgeführt werden kann.
Jedoch ist dieser pneumatischer Antrieb mit dem Nachteil verbunden, daß er nicht
in einfacher Weise numerisch (NC) oder Computer-numerisch (CNC) gesteuert werden
kann. Anderungen bei einer Umrüstung der Maschine müssen also etwa durch ein Verstellen
von Endschaltern od. dgl. berücksichtigt werden und können nicht in einfacher Weise
von einem Terminal aus durch eine Anderung eines Steuerprogrammes ausgeglichen werden.
Dies führt zu relativ langen Umrüstzeiten.
-
Im Hinblick auf die vorbeschriebenen Unzuträglichkeiten bei den bekannten
Antrieben ist der hier beschriebenen Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Antrieb,
insbesondere für eine Entnahmeachse, bspw. bei einer Vorrichtung zum Entnahmen von
Spritzgußteilen,
anzugeben, der ein nachgiebiges, Toleranzen ausgleichendes Erfassen, Transportieren
etc. eines Teiles ermöglicht unter Einschluß der Vorteile einer numerischen Steuerung.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung die Kombination eines
genau positionierbaren Antriebssystems mit einem lediglich mit Toleranzen positionierbaren
Antriebssystem. Mit anderen Worten geht die Erfindung nicht den Weg, die Nachteile
eines genau positionierbaren Antriebssystems etwa versuchen zu wollen durch ein
aufwendiges Programm aus zugleichen, sondern lehrt, zusätzlich zu einem genau positionierbaren
Antrieb einen nur mit Toleranzen positionierbaren Antrieb vorzusehen. Die Lehre,
die Antriebe kombiniert vorzusehen, bedeutet dabei bevorzugt nicht, daß beide Antriebe
parallel auf den Entnahmearm oder ein vergleichbares Bauteil einwirken, sondern
seriell, d. h. zunächst wird der Entnahmearm oder dgl. von einem Antrieb über eine
bestimmte Wegstrecke bewegt, darauf von dem anderen Antrieb, der sich dann bspw.
an dem ersten Antrieb, der zu diesem Zweck an dem "übergabepunkt" festgehalten ist,
abstützt.
-
Um im folgenden die Lehre der Erfindung vereinfacht erläutern zu können,
wird der genau positionierbare Antrieb auch als erster Antrieb und der lediglich
mit Toleranzen positionierbare Antrieb auch als zweiter Antrieb bezeichnet.
-
Wenn auch weiter oben ein aufeinanderfolgendes Wirken der Antriebe
beschrieben worden ist, so ist grundsätzlich gleichwohl auch eine parallele Anordnung
und Wirkung denkbar. Hierbei könnte bspw. der erste Antrieb über eine vorbestimmte
Strecke die "Führungsrolle" übernehmen, während der zweiteAntrieb gleichsam in Leerlauf
schaltung nur mitgezogen wird, und der zweite Antrieb von diesem vorbestimmten Punkt
aus die "Führungsrolle" übernehmen, während dann der erste Antrieb im "Leerlauf"
mitgezogen wird.
-
Der erfindungsgemäße Antrieb, die Kombination der unterschiedlichen
Antriebssysteme, erbringt zunächst bspw. Vorteile hinsichtlich der Anpassung der
Handhabungsvorrichtung bzw. des Handlings an eine umgerüstete Maschine. Wenn bspw.
-
sich der Weg, über den das Werkstück bzw. das Spritzgußteil aus der
Spritzgußform zurückzubewegen ist, ändert, kann ein veränderter "übergabepunkt",
von dem ab der zweite Antrieb wirksam ist, einprogrammiert werden, während eine
Änderung in dem Bewegungsablauf des zweiten Antriebes nicht erforderlich ist, so
daß Umrüstzeiten für ein Umstellen von Endschaltern od. dgl. entfallen. Darüber
hinaus ist gemäß der hier erläuterten Lehre ein gefühlvolles Anfahren des Entnahmearms
an das Werkstück bzw. Spritzgußteil immer gewährleistet, wie bei einem bekannten
Antrieb, der allein aus dem hier so bezeichneten zweiten Antrieb besteht, während
gleichzeitig der Komfort einer numerischen Steuerbarkeit erreicht ist.
-
In Ausgestaltung der weiter oben beschriebenen erfindungsgemäßen Lehre
ist, wie auch bereits angesprochen, vorgesehen, daß das erste Antriebssystem numerisch
steuerbar ist, insbesondere Computer-numerisch (CNC). Bei dieser Ausgestaltung erbringen
die Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Lehre bezüglich eines rationellen Arbeitens
verbunden sind, den höchsten Nutzen.
-
Gegenstand der Erfindung, in dem sich die erfindungsgemäße Lehre verkörpert,
ist aber nicht nur ein Antrieb, sondern vielmehr auch eine Vorrichtung zur Handhabung
von Werkstücken, insbesondere zum Entnehmen von Spritzgußteilen aus einer Spritzgußmaschine,
mit einem Entnahmearm, der mittels eines Antriebes auf einer vorzugsweise oberen
Verfahrachse bewegbar ist.
-
Derartige Vorrichtungen, die, wie bereits erwähnt, auch als
Handlings
bezeichnet werden, bestehen gewöhnlich zusätzlich aus einer vertikalen Achse, an
der die Verfahrachse in vertikaler Richtung bewegbar ist. Während die Verfahrachse
auch als X-Achse bezeichnet wird, wird die vertikale Achse als Y-Achse bezeichnet.
Zusätzlich kann auch noch eine Z-Achse vorgesehen sein, die gewöhnlich, wie die
Verfahrachse, in einer horizontalen Achse, jedoch im Winkel zu der Verfahrachse,
angeordnet ist, und mittels derer dann eine seitliche Bewegung zu der Maschine,
der die Vorrichtung zugeordnet ist, oder allgemeiner einem Arbeitsplatz, an dem
die Vorrichtung arbeitet, möglich ist. Bspw.
-
um aufgenommene Werkstücke seitlich abzulegen und/oder von einer seitlichen
Position Werkstücke aufzunehmen und zum Arbeitsplatz/der Maschine hin zu bringen.
-
Der Antrieb auf der Verfahrachse bzw. der X-Achse ist dabei für den
Entnahmearm ein pneumatischer Antrieb, der sich auszeichnet durch eine unproblematische
Anpassung an einen etwa bei hydraulisch gesteuerten Spritzgußmaschinen oftmals auftretenden
unterschiedlichen öffnungshub sowie ein sicheres und schonendes Ergreifen des Spritzgußteils.
Desgleichen eignet sich ein derartiger pneumatischer Antrieb auch besonders für
ein Zurückbewegen zusammen mit dem ergriffenen Spritzgußteil horizontal zur Spritzgußmaschine,
während die Spritzgußform von Auswerferstiften der Spritzgußmaschine ausgestoßen
wird. Jedoch sind bei einem derartigen Antrieb eines Entnahmearms gleichfalls die
weiter oben schon allgemein erläuterten Nachteile eines wenig genau positionierbaren
Antriebes gegeben.
-
Der Erfindung stellt sich daher gleichfalls die Aufgabe, die
zuvor
erläuterte bekannte Vorrichtung im Hinblick auf ein nachgiebiges, Toleranzen ausgleichendes
Entnehmen etwa eines Spritzgußteiles weiterzubilden, wobei jedoch die Vorteile einer
numerischen Steuerung gleichfalls erreicht sollen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, die bekannte Vorrichtung
mit dem bekannten, eingangs erläuterten Antrieb auszustatten, der sich durch eine
Kombination eines genau positionierbaren lediglich mit Toleranzen positionierbaren
Antriebssystem auszeichnet.
-
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie auch des erfindungsgemäßen
Antriebes lehrt die Erfindung darüber hinaus, daß das erste Antriebssytem ein Elektromotor
ist, vorzugsweise ein polumschaltbarer Drehstrombremsmotor. Ggf. sind zusätzlich
auch Winkelkodierer vorgesehen, die ein genaues Positionieren mittels des elektromotorischen
Antriebes ermöglichen. Der zweite Antrieb ist, wie auch bereits angedeutet, vorzugsweise
ein pneumatischer Antrieb, kann jedoch genauso etwa ein hydraulischer Antrieb od.
dgl. sein.
-
Weitere Bespiele für den genau positionierbaren Antrieb sind bspw.
ein Kettentrieb, ein Gewindespindeltrieb, ein Zahnstangentrieb, ein Zahnriementrieb
oder sonstige vergleichbare Antriebe.
-
Gemäß einer weiteren, besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Lehre, sowohl bezüglich des erfindungsgemäßen Antriebes wie auch bezüglich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, wird die Antriebskraft des
ersten Antriebssystems
über einen Kettentrieb übertragen, und das zweite Antriebssystem zur Verbindung
der Antriebssysteme an einem in die Kette integrierten Anlenkteil abgestützt. Das
Anlenkteil kann dabei auf einer Schiene gleitbar sein oder etwa geführt rollen.
-
Nachstehend werden anhand der beigefügten Zeichnung, die lediglich
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, noch weitere Vorteile und Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Lehre erläutert. Auf dieser Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine prinzipielle
Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und Fig. 2 eine Darstellung eines
erfindungsgemäßen Antriebes, der in die als Ausführungsbeispiel erläuterte Vorrichtung
integriert ist.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Handhabung von Werkstücken,
insbesondere zum Entnehmen von Spritzgußteilen aus einer Spritzgußmaschine, die
nicht dargestellt ist, mit einem Entnahmearm 5, der mittels eines Antriebes 6, der
lediglich schematisch dargestellt ist, auf einer oberen Verfahrachse 7 bewegbar
ist. Die Verfahrachse 7 wird allgemein auch als X-Achse bezeichnet.
-
Mittels weiterer, gleichfalls lediglich schematisch angedeuteter,
Antriebe ist die X-Achse entlang einer mit dem Bezugszeichen 8 versehenen Vertikalachse
oder Y-Achse in vertikaler Richtung bewegbar. Darüber hinaus ist bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Verfahrachse 7 zusammen mit der Vertikalachse 8 noch entlang
einer Seitenachse 9, die gewöhnlich auch als Z-Achse bezeichnet wird, seitlich zu
einer Maschine oder etwa einem Arbeitsplatz verfahrbar.
-
Der Entnahmearm 5 kann an seinem unteren Ende bspw. mit einer Trägerplatte
versehen sein, die Sauger aufweist, über die ein Spritzgußteil in einer Spritzgußmaschine
erfaßt und aus der Spritzgußmaschine entnommen werden kann.
-
Das Entnehmen des Spritzgußteiles aus der Maschine geschieht dabei
gewöhnlich zusammen mit der Wirkung von in der Spritzgußmaschine angebrachten Auswerferstiften.
-
Der nur schematisch angedeutete Antrieb 6 besteht bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß aus einer Kombination eines genau positionierbaren
Antriebssystems 1 mit einem lediglich mit Toleranzen positionierbaren Antriebssystem
2, das, wie in Fig. 2 im einzelnen dargestellt, bspw. aus einem Elektromotor und
einer pneumatischen Kolben-/Zylinderanordnung bestehen kann.
-
Mit Hilfe dieses erfindungsgemäßen Antriebes 6 kann der Entnahmearm
5 und damit die an dem Entnahmearm angebrachten Greifeinrichtungen, an ein Werkstück
oder ein Spritzgußteil "gefühlvoll" zur Anlage gebracht werden, und kann insbesondere
eine nach dem Ergreifen des Werkstückes durchzuführende Bewegung von der Maschine
weg zusammen mit den in der Spritzgußmaschine wirkenden Auswerferstiften vorgenommen
werden bei sicherem Erfassen und Halten des zu entnehmenden Werkstückes bzw.
-
Spritzgußteiles. Gleichzeitig können aber die Bewegungen, die durchzuführen
sind, nachdem das Werkstück oder das Spritzgußteil vollständig aus der Form entnommen
sind, numerisch gesteuert mittels des ersten Antriebssytemes 1 durchgeführt werden,
was die Vorteile der exakten Positionierbarkeit und der problemlosen Umstellbarkeit
mit sich bringt.
-
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebes
ist mit dem Bezugszeichen 1 das erste Antriebssystem bezeichnet, das bspw. ein Elektromotor,
etwa
ein polumschaltbarer Drehstrombremsmotor sein kann. Wenn auch
der Antrieb gemäß Fig. 2 als eingebunden in die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt
ist, was sich etwa aus den angedeuteten Trägern 10 ergibt, die Bestandteile der
Vertikalachse 8 in Fig. 1 sind, verdeutlicht dieser Antrieb doch auch den erfindungsgemäßen
Antrieb an sich.
-
Im einzelnen ist dargestellt, daß das erste Antriebssystem 1 seine
Antriebskraft über einen Kettentrieb 3 überträgt und daß das zweite Antriebssystem
2 zur Verbindung der Antriebssysteme an einem in dem Kettentrieb 3 integrierten
Anlenkteil 4 abgestützt ist. Das Anlenkteil 4 besteht aus einem Anlenkschlitten
11 sowie einem Anlenkkopf 12, die fest miteinander verbunden sind.
-
Zur genauen numerischen Steuerung des Antriebssystems 1 kann etwa
ein Winkelkodierer 13, der in Fig. 2 lediglich angedeutet ist, an einer der Umlenkstellen
des Kettentriebes 3 vorgesehen sein.
-
An dem Antriebssystem 2 sind weiter Pneumatikanschlüsse 14 zu erkennen,
zum Bewegen des Pneumatikkolbens 15.
-
Unmittelbar mit dem Antriebssystem 2 fest verbunden ist der Entnahmearm
5, von dem in Fig. 2 lediglich ein oberer Teil zu erkennen ist. Wie weiter zu erkennen
ist, befindet sich der in Fig. 2 dargestellte Antrieb in einer zurückgezogenen Stellung,
so daß bei einer Betätigung bspw. zunächst eine Bewegung durch das Antriebssystem
1 erfolgt, etwa nach rechts in Fig. 2. Dabei wird über das Anlenkteil 11 das Antriebssystem
2 und damit der Entnahemarm
5 mitgenommen. Wenn eine vorbestimmte
Endposition erreicht ist, kann das Antriebssystem 2 betätigt werden, um den Entnahmearm
5 zum Erfassen und Herausnehmen etwa eines Spritzgußteils aus einer ~Spritzgußmaschine
zu bewegen.
-
Bspw. kann bei einem Spritzgußteil der sogenannte Entformhub, d.h.
der Weg, den das Spritzgußteil unterstützt durch die Auswerferstifte der Spritzgußmaschine
beim Herausnehmen zurücklegt, 30 mm betragen, so daß mit dem Antriebssystem 1 der
Entnahmearm 5 bis zu einer Position von etwas mehr oder allenfalls gleich 30 mm
Abstand zu dem Spritzgußteil bewegt wird, während mittels des Antriebssystemes 2
dann der Entnahmearm 5 bis an das Spritzgußteil heranbewegt wird, der es dann etwa
mittels der Sauger erfaßt, und darauf die 30 mm Entformhub zusammen mit dem Spritzgußteil
sich zurückbewegt. Bei einem anderen Spritzgußteil kann der Entformhub dann etwa
100 mm betragen, wobei dann ein entsprechender Bewegungsvorgang abläuft. Vorteilhaft
ist hierbei, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Antriebes bzw. aufgrund der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit dem Antriebssystem 2 nur der dem Entformhub entsprechende Weg zurückzulegen
ist und mittels des Antriebssystemes 1 der Entnahmearm 5 jeweils hierzu, ohne daß
aufwendige Umrüstungen erforderlich sind, sondern ggf. nur eine Eingabe an einem
Terminal, an die entsprechende "übergabeposition" gefahren werden kann.
-
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger
Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedensten Ausgestaltungen
wesentlich sein.
-
BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS) 1 erstes Antriebssystem
1 2 zweites Antriebssystem system 2 3 Kettentrieb 4 Anlenkteil 4 5 Entnahmearm 5
6 Antrieb 6 7 Verfahrachse, obere 8 Vertikalachse 9 Seitenachse 10 Träger 10 11
Anlenkschlitten 11 12 Anlenkkopf 12 13 Winkelkodierer 13 14 Pneumatikanschluß 14
15 Pneumatikkolben 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 29 26
27 27 28 28 29 29 30 30
- Leerseite -